王浩東,趙 銳,吳亮亮,林群英*
(1.泗陽縣農(nóng)業(yè)技術推廣中心,江蘇 宿遷 223700;2.中華全國供銷合作總社南京野生植物綜合利用研究所,江蘇 南京 211100;3.江蘇鴻豐果蔬食品有限公司,江蘇 宿遷 223700)
羊肚菌(Morchellaspp.)是一類珍貴的食藥用菌,肉質(zhì)酥嫩,味道鮮美,富含蛋白質(zhì)、多糖、脂質(zhì)、礦物質(zhì)元素等營養(yǎng)物質(zhì)[1]。同時,羊肚菌還具有抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、護肝、抗菌、抗病毒和抗糖尿病等作用,開發(fā)利用價值很高[2]。據(jù)中國食用菌協(xié)會統(tǒng)計,2022年度我國羊肚菌產(chǎn)量增長172.04%,位列21個產(chǎn)量增長品種的第3 位,總產(chǎn)量近25 萬噸[3]。本文主要對羊肚菌種質(zhì)資源、生物學特性以及栽培技術等3 個方面的最新研究進展進行綜述,為我國羊肚菌產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供參考。
羊肚菌隸屬于子囊菌亞門(Ascomycotina)、盤菌綱(Pezizomycetes)、盤菌目(Pezizales)、羊肚菌科(Morchellaceae)、羊肚菌屬(Morchella),我國已報道20多個種類。目前,人工栽培的羊肚菌主要包含梯棱羊肚菌(Morchella importuna)、六妹羊肚菌(Morchella sextelata)、七妹羊肚菌(Morchella eximia)以及變紅羊肚菌(Morchella rufobrunnea)[4],六妹羊肚菌是栽培最廣泛的品種,栽培面積已占我國當前羊肚菌栽培總面積95%以上。
盡管栽培種類較為集中,但栽培的品種較多,加上栽培條件不穩(wěn)定,商品性狀如子實體的大小、形狀、顏色等差異較大;菌絲的顏色常見的有白色、黃色、淺黃色和黃褐色,在羊肚菌發(fā)育后期,菌絲生長會產(chǎn)生色素。因此,選育出栽培性狀和商品性狀好的羊肚菌品種是當前熱點之一。目前,“川羊肚菌”系列和“昆植1 號”等羊肚菌品種受到市場的認可,推廣面積越來越大。而更多新品種被選育出來,如“中菌羊肚菌1 號”和“黔羊肚菌1 號”[5-6]。研究人員對我國12 個省份49 個羊肚菌樣品進行遺傳分析,采用ISSR-PCR 分子標記法和UPGMA 法進行聚類分析,將49 個樣品劃分為3 個大的類群。我國羊肚菌栽培品種之間有較為豐富的遺傳多樣性[7],在實際生產(chǎn)中,不少菌種是以子實體為材料分離重新獲得的,這些經(jīng)復壯的菌株甚至會被重新編號,以新菌種的形式在生產(chǎn)中流通。目前菌種混亂是影響羊肚菌生產(chǎn)穩(wěn)定的重要原因[8],蔡英麗等[9]對47株菌株進行引種試驗,以獲得適宜在武漢栽培的菌株。由于羊肚菌為子囊菌,易出現(xiàn)菌種退化現(xiàn)象[10-11],栽培生產(chǎn)必須嚴格把好菌種質(zhì)量關,因此,引進新品種前,開展引種試驗尤為重要。
野生羊肚菌一般從平原到3 200 m 的高海拔地區(qū)均有分布,多生長在闊葉林和針闊混交林的腐殖層,在低溫、高濕條件下易萌發(fā)子實體。目前我國已知的可人工栽培的羊肚菌多為低溫型,不同地區(qū)的氣候和生長環(huán)境條件對羊肚菌的產(chǎn)量和品質(zhì)都有一定的影響。因此,對羊肚菌的生物學特性進行系統(tǒng)研究是栽培的基礎。
2.1.1 碳源
羊肚菌菌絲生長對碳源的需求與其他食用菌相似,其菌絲在瓊脂培養(yǎng)基中以單糖和雙糖為較理想的碳源,如葡萄糖和蔗糖,但也有部分菌株以大分子碳源為最佳碳源,如可溶性淀粉[12-13]。在栽培生產(chǎn)中對液體菌種進行培養(yǎng),羊肚菌菌絲體多以復合碳源為主,玉米粉可用于液體菌種制備,108 h 可以完成20 L 液體培養(yǎng)基的發(fā)酵[14]。玉米淀粉和麩皮等多種碳源利于菌絲體的生長[15-16],葡萄糖及玉米粉為碳源時,羊肚菌菌絲體干質(zhì)量為1.57 g/L[17]。
2.1.2 氮源
羊肚菌對氮源的需求與其他食用菌相似,主要以有機氮源為最佳,如蛋白胨[17-18],部分菌株亦可以利用無機氮源[19-20]。近年來,隨著液體菌種的推廣,羊肚菌液體菌種的氮源需求得到了一定的研究。發(fā)酵培養(yǎng)基中使用黃豆粉5.34 g/L 可獲得干重為11.35 g/L 的菌絲體[21]。鑒于品種和菌株的差異,羊肚菌的氮源需求研究結果并不完全一致,有些結果甚至會出現(xiàn)較大的差異,因此,各新菌株的氮源需求需參照現(xiàn)有基礎進行針對性的研究。
2.1.3 其他營養(yǎng)條件
除碳源和氮源外,無機元素對羊肚菌的影響也受到一定的關注。亞硒酸鈉濃度高于30 μg/mL 對羊肚菌菌絲生長具有抑制作用,濃度低于20 μg/mL可促進生長[22];錳元素同樣可促進羊肚菌菌絲生長及菌核形成,還能提升羊肚菌子實體氨基酸營養(yǎng)價值和品質(zhì),顯著提高羊肚菌子實體產(chǎn)量[23];大量元素鉀在濃度為4 g/L 時能促進菌絲生長和菌核的形成,MDA含量低,可溶性蛋白含量較高,SOD、CAT、PPO 等氧化酶的活性較高,表明該條件下羊肚菌生長狀況良好,對脅迫環(huán)境的抵抗能力較強[24]。
羊肚菌為低溫型真菌,在5 ~ 30℃菌絲可正常生長,菌絲生長最適溫度為18 ~ 20℃,如果溫度高于35℃,菌絲停止生長甚至死亡,低于2℃,菌絲進入休眠狀態(tài)。研究顯示,溫度脅迫會促使羊肚菌通過產(chǎn)生抗氧化酶和抗氧化活性物質(zhì)以抵抗活性氧,緩解菌絲損傷,強化對環(huán)境的抵抗能力[24-25]。羊肚菌菌絲分化的適宜溫度為4 ~ 16℃,若高于16℃,菌絲很難分化,子實體在6 ~ 25℃均能正常生長,在8 ~ 18℃環(huán)境中生長的子實體品質(zhì)較好,高于18℃品質(zhì)較差[26-27]。
水分對羊肚菌的生長有重要影響。由于羊肚菌以地栽模式為主,濕度因素包括空氣相對濕度和土壤含水量。羊肚菌極不耐旱,對濕度要求較高,在菌絲發(fā)育過程中需保持適宜的空氣相對濕度。目前,已有不少地方出臺與羊肚菌栽培相關的標準,對濕度進行了規(guī)定。如青海省地方標準規(guī)定了空氣相對濕度70% ~ 80%,土壤濕度30% ~ 40%[28]。重慶市地方標準規(guī)定出菇前空氣相對濕度保持在90%左右[29],江西省地方標準規(guī)定出菇期空氣相對濕度85% ~ 90%[30]。菌絲生長時,濕度過低易導致其生長緩慢,不易形成原基,濕度過大會抑制菌絲的呼吸作用,容易被雜菌污染;在菌絲分化和子實體生長階段,空氣相對濕度低于70%,果體容易開裂,若高于95%,水滴會留在果體表面,易滋生細菌,形成細小菌斑,影響產(chǎn)品品質(zhì)。但由于濕度對羊肚菌的影響缺乏系統(tǒng)試驗研究,大多數(shù)是源自生產(chǎn)實踐經(jīng)驗,因此,有必要開展更加系統(tǒng)的研究,以明確濕度對羊肚菌生長的影響。
光對羊肚菌菌絲生長及菌核形成的影響已有報道。羊肚菌在不同的生長階段對光照的需求不同,菌絲生長階段適宜在無光環(huán)境條件下進行,光線會抑制菌絲的生長,因此,在菌絲培養(yǎng)階段可在畦面覆蓋黑色薄膜;在菌絲分化和子實體生長階段,則需要微弱的散射光來刺激原基形成。光強在65 ~ 310 Lux 時對菌絲無明顯的作用[31]。王永元等[32]對光照為0、200、400、500 Lux 等4 種強度進行試驗,發(fā)現(xiàn)隨著光強的增加,菌絲顏色逐漸加深,菌核數(shù)量明顯增加,400、500 Lux 2 種光強處理形成的菌核很多。光強對羊肚菌栽培有較大影響,覆蓋8針遮陽網(wǎng),光強控制在800 ~ 1 000 Lux,羊肚菌產(chǎn)量最高[33]。光色對羊肚菌菌核的形成也起著重要作用,王紅等[34]研究證實,不同光色對菌核形成的作用各異,其中紅黃光源最利于羊肚菌菌核形成。
大棚栽培、套種等是當前較為常見的栽培模式。大棚栽培方式包括鋼架大棚、簡易平棚和小拱棚,產(chǎn)量以鋼架大棚為最高,干菇質(zhì)量以簡易平棚為佳[35],還可根據(jù)實際情況采用大棚套小拱棚的模式,以滿足羊肚菌各生長階段的需求。由于小拱棚模式成本低,應用靈活,是大田栽培較為理想的方式,崔文浩等[36]總結了這種模式在浙江地區(qū)的應用情況。貴州銅仁市地區(qū)實施了枇杷樹林、柚子樹林、桂花林和油茶林等林下套種羊肚菌,取得了較好的效益[37-38]。此外,多年生水果如葡萄、火龍果、櫻桃等均實現(xiàn)了套種,增加了經(jīng)濟收益。
羊肚菌屬于低溫型真菌,栽培中應避開高溫季節(jié),根據(jù)羊肚菌的生物學特性,結合本地的氣候條件,當氣溫連續(xù)一周穩(wěn)定在20℃以下,即10 月中下旬至11月中旬進行播種為宜。
營養(yǎng)袋是羊肚菌獨特的外源營養(yǎng)方式,也是栽培技術的關鍵環(huán)節(jié),李濤等[39]和譚方河[40]分別進行了系統(tǒng)而全面的專題綜述。本文則在此基礎上,對近2年的最新進展進行分析,目前,成熟的營養(yǎng)袋配方是以小麥為主,但創(chuàng)新性配方的可行性仍受到不少關注。實施相同數(shù)量的條件下,棉籽殼營養(yǎng)袋(棉籽殼88%)與常規(guī)營養(yǎng)袋(小麥65%)相比,可使羊肚菌增產(chǎn),實現(xiàn)減少小麥用量的目標[41]。朱金霞等[42]經(jīng)試驗證明小麥加上枸杞枝屑對子實體品質(zhì)有促進,但對產(chǎn)量有抑制,而小麥加上羊糞對產(chǎn)量有顯著的促進作用。除了配方外,其他配套的工藝參數(shù)也有不少報道,營養(yǎng)袋投放數(shù)量被證實以5 ~ 6 袋/m2為最佳[41,43];研究發(fā)現(xiàn),通過補充2 次營養(yǎng)包,可明顯提高產(chǎn)量[44]。
由于營養(yǎng)袋對羊肚菌栽培的重要性,其作用機理已有初步研究。魏珊等[45]對放置80 d 且未污染的營養(yǎng)包進行代謝組學分析,發(fā)現(xiàn)有202 種差異代謝物,主要包括羧酸及其衍生物、脂肪?;彤愇煜┐贾戎|(zhì)和類脂分子;2022 年羅祥英等[44]通過同位素示蹤技術,證實營養(yǎng)包除了提供碳源外,還能提供氮素營養(yǎng),供子實體生長;劉奇正等[46]以培養(yǎng)皿建立模型研究營養(yǎng)袋對梯棱羊肚菌的影響,證實外源營養(yǎng)能顯著提高貧瘠培養(yǎng)基中的菌體生物量,外源營養(yǎng)碳氮比為20 ∶ 1時,最有利于主培養(yǎng)基生物量的積累。
放置營養(yǎng)袋時,先在營養(yǎng)袋扁平一面用刀片劃兩道2 ~ 4 cm 長的口子,露出袋內(nèi)的營養(yǎng)料,將劃口一面向下擺放在畦面輕輕按壓,使菌絲與營養(yǎng)料充分接觸,促進菌絲快速吸收營養(yǎng)回長,為菌絲分化和原基形成提供充足營養(yǎng),也為后期出菇、提高產(chǎn)量奠定基礎。
營養(yǎng)袋擺放應根據(jù)畦面大小靈活把握,擺放密度以5 ~ 6 袋/m2為宜,保證菌絲都能吸收到充足的養(yǎng)分,使菌絲生長健壯有活力。營養(yǎng)袋擺好后應立即覆蓋黑色薄膜,既可保濕增溫,又能防除雜草,保證菌絲在陰暗潮濕的環(huán)境下生長;一般經(jīng)過45 ~ 60 d,袋內(nèi)營養(yǎng)已基本被菌絲吸收,袋料開始發(fā)生變色污染,此時應及時將營養(yǎng)袋移除,以防污染畦面,影響出菇。
羊肚菌在栽培生長過程中極易遭受雜菌污染和病蟲危害,嚴重影響產(chǎn)量和品質(zhì),應加強病蟲害防治工作。病蟲害防治應遵循“預防為主、綜合防治”的原則,首先是保證菇棚、栽培料、土壤和空間環(huán)境消毒徹底,其次是加強生產(chǎn)管理,經(jīng)常進行通風換氣,嚴防高溫高濕,營造干凈衛(wèi)生的生產(chǎn)環(huán)境和適宜的生長環(huán)境條件。一旦出現(xiàn)雜菌污染、病蟲危害,應采取有效的物理防治措施,如挖除污染料、清理病死菇、噴灑石灰水、毒餌誘殺、懸掛誘蟲板等[47]。
羊肚菌人工栽培在我國獲得成功以來,備受國內(nèi)外食用菌科研專家的關注,也深得廣大食用菌栽培者的青睞,經(jīng)過科研專家的精心研究和栽培實踐探索,可人工栽培的品種不斷增多,人工栽培技術也得到了不斷完善,栽培面積逐年擴大,產(chǎn)量和效益都有不同程度的提高。根據(jù)羊肚菌的特征特性和生長發(fā)育所需環(huán)境條件,在我國大部分低溫潮濕地區(qū)均可進行人工栽培,如江蘇省羊肚菌人工栽培種植,主要是選擇秋末到初春季節(jié),利用簡易拱棚設施,采取畦床栽培方式,創(chuàng)造適宜于羊肚菌生長發(fā)育的小氣候環(huán)境條件,總結應用國內(nèi)相關羊肚菌人工栽培技術經(jīng)驗,使羊肚菌人工栽培技術得到了進一步提高和發(fā)展。隨著我國科技水平的不斷提高,國內(nèi)外消費市場需求的不斷擴大,羊肚菌人工栽培技術將會日趨成熟,食用菌生產(chǎn)必將迎來羊肚菌規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化栽培的新時代。